JP2019108836A

JP2019108836A - 車両の駆動力制御装置

Info

Publication number: JP2019108836A
Application number: JP2017241996A
Authority: JP
Inventors: 善仁菅野; Yoshihito Sugano
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2019-07-04
Anticipated expiration: 2037-12-18
Also published as: CN110001645B; US20190184992A1; JP6856013B2; US10974723B2; CN110001645A

Abstract

【課題】車両の加減速操作性を向上させることができ、ひいては定常走行を容易にする駆動力制御装置を提供する。【解決手段】目標加速度の傾きを、低車速ほど目標加速度が大きくなるように設定し、加減速操作量が所定時間内に変化する場合に、加減速操作量の変化速度が緩から急に変化する変化時点同士の時間間隔である操作周期を検出し（ステップＳ５）、検出された操作周期の長さに応じて目標加速度の傾きを設定し（ステップＳ７）、所定の操作周期に対する目標加速度の傾きは、所定の操作周期より長い操作周期に対する目標加速度の傾きより大きく設定する（ステップＳ８）。【選択図】図４

Description

この発明は、車両の駆動力を制御する装置に関し、特に加減速操作の個人差もしくは個性を駆動力の制御に反映させることのできる装置に関するものである。

車両の加減速や操舵、あるいは車間距離などには運転者の好みや癖（以下、これらをまとめて運転志向と称する）が現れ、車両の挙動が機敏になるように加減速操作や操舵を行う運転者やこれとは反対に車両の挙動の変化が緩やかになるように加減速操作や操舵を行う運転者が存在する。これに対して、車両の駆動力や操舵などの特性は、車種ごとあるいは車格ごとに決められている。したがって、運転志向と車両の走行特性とが完全に一致することはまれであり、そのような差異を可及的に是正することが望まれる。また、運転者が度々入れ替わる車両では、いずれかの運転者に適した走行特性であっても他の運転者にとっては運転しにくい走行特性になる場合がある。

このような不都合を解消できる装置として、特許文献１にはノーマルモードとスポーツモードとに切り替えることのできる車両における駆動力を制御する装置が記載されている。特許文献１に記載された装置は、アクセル開度ごとに、車速に基づいて目標加速度を定めておき、検出されたアクセル開度および車速に応じて目標加速度を求め、その目標加速度を達成するように変速比やエンジンの出力を制御するように構成されている。その目標加速度は高車速ほど小さくなるように定められており、したがって目標加速度をアクセル開度ごとに車速とによる直交座標で示すと、右下がりの線で示される。また、その目標加速度は、スポーツモードが設定されている場合には、ノーマルモードが設定されている場合の目標加速度より大きくなり、かつそれらの目標加速度の差が車速が高車速であるほど小さくなっている。

なお、アクセル開度ごとに、車速と目標加速度との関係を予め定めておき、検出されたアクセル開度および車速に基づいて目標加速度を求め、その目標加速度を達成するようにエンジンの出力を制御することは従来知られており、その一例が特許文献２に記載されている。

特開２０１５−０１７５７０号公報特開２０１６−２１７２９２号公報

特許文献１や特許文献２に記載されている装置によれば、アクセル開度ごとに車速に基づいた目標加速度が設定されるので、運転志向もしくは運転者の意図に即した走行を行いやすくなる。しかしながら、その目標加速度を求めるためのアクセル開度が、運転者の意図に基づかずに種々のパターンで変化することが知られている。そのアクセル開度の変化のパターンの一例は、運転者がスピードメータを見て目標とする車速まで加速することを認識し、その目標速度を達成するためにアクセルペダルを踏み込む場合、アクセルペダルをある程度踏み込んだ状態で踏み込みを緩め、あるいは停止し、その後に従前より少なく踏み込むとともに、再度、踏み込みを緩めあるいは停止する操作を繰り返すパターンである。

このようなアクセル操作とその中断とは、アクセルペダルを戻して減速する際にも生じる。その操作と中断とは、運転者が意図してアクセルペダルを操作することにより生じるものではなく、運転者の個性もしくは癖が反映されたものである。そのため、操作とこれに続く中断とを１サイクルとすると、その周期は運転者ごとに異なっている。このような運転者が意図しない減速操作もしくは駆動力操作は、特許文献１や特許文献２に記載された装置では、駆動力の制御に反映することができない。そのため、従来では、上記の周期が短い運転者に適する特性の車両を、前記の周期の長い運転者が運転した場合には、車速を維持する定常走行の際の目標車速と実際の車速とのずれが大きくなったり、あるいは頻繁に車速のずれが生じるなどの事態が生じ、運転しにくい車両になる可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、目標とする車速からのずれを抑制して運転しやすい車両とすることのできる駆動力制御装置を提供することを目的とするものである。

この発明は、上記の目的を達成するために、車速と目標加速度との関係であって前記車速の変化量に対する前記目標加速度の変化量である前記目標加速度の傾きを、運転者の加減速操作量および車速に応じて設定し、前記傾きに基づいて求まる前記目標加速度となるように駆動力を制御する車両の駆動力制御装置において、前記目標加速度の傾きを求めるコントローラを有し、前記コントローラは、前記目標加速度の傾きを、低車速ほど前記目標加速度の値が加速方向に大きくなるように設定し、前記加減速操作量が所定時間内に変化する場合に、前記加減速操作量の変化速度が遅い速度から速い速度に変化する変化時点同士の時間間隔である操作周期を検出し、検出された前記操作周期の長さに応じて前記目標加速度の傾きを設定し、所定の前記操作周期に対する前記目標加速度の傾きは、前記所定の操作周期より長い操作周期に対する前記目標加速度の傾きより大きく設定することを特徴としている。

この発明では、前記コントローラは、前記操作周期を、前記加減速操作量の変化速度がゼロから増大した後ゼロに戻るまでの時間として検出するように構成されていてよい。

また、この発明では、前記コントローラは、複数の前記操作周期を検出し、検出された複数の操作周期を平均化処理して平均操作周期を求め、前記平均操作周期に基づいて前記目標加速度の傾きを求めることとしてもよい。

この発明では、前記車両は、アクセルペダルを有し、前記コントローラは、前記加減速操作量として前記アクセルペダルの踏み込み量を検出し、前記加減速操作量の変化速度は、前記アクセルペダルの踏み込み量の時間微分値であってよい。

この発明では、前記操作周期は、前記時間微分値がゼロになった時点同士の間隔であってよい。

この発明では、前記コントローラは、前記加減速操作量の変化量が予め定めた所定値以下の場合に、前記操作周期の検出を禁止することとしてもよい。

そして、この発明では、前記コントローラは、前記操作周期が短くなったことによって前記車速に対する前記目標加速度の傾きを前記操作周期が短くなる前の値よりも小さくする場合に、前記目標加速度の値を小さくする速度を、前記車速に対する前記目標加速度の傾きを大きくする場合より遅くすることとしてもよい。

この発明によれば、運転者が加減速操作した場合の意図しない緩急の変化、および遅い操作速度から速い操作速度に変化する時点同士の時間間隔である操作周期が検出される。その操作周期の長短は運転者の個性もしくは癖によるところが大きく、また運転者の疲労度、道路の混雑状況、車線変更などの際の周囲に向ける注意の頻度、曇天もしくは雨天あるいは夜間などの走行環境による視界の良否などによっても異なる。検出された操作周期が長いほど、目標加速度の傾きが大きく設定される。なお、目標加速度の傾きとは、車速と目標加速度との関係を直交座標で表した場合の車速の変化量に対する目標加速度の変化量である。したがって、所定の加減速操作量で走行している状態で、道路勾配などの影響で車速が変化すると、目標加速度の傾きが従前の車速に対する値とは異なる値に設定されて目標加速度が従前とは異なる値になる。すなわち加減速制御が実行される。その場合、操作周期の長い運転者が搭乗していれば、従前の車速に戻す加減速操作の遅れが大きくなって、運転者の意図する目標車速と実車速との乖離が大きくなる前に加減速、すなわち車速を従前の車速に戻す制御が生じ、その結果、実車速が目標車速から大きく乖離することが防止もしくは抑制され、したがって運転者が車速を目標車速に維持もしくは設定するための加減速操作を行う頻度もしくは操作量が低下し、運転しやすい車両となる。これとは反対に操作周期の短い運転者が搭乗している場合には、目標加速度の傾きが、操作周期が長い場合に比較して小さく設定される。したがって、実車速がその時点の加減速操作量に応じた目標車速からずれた場合、操作周期が短いことにより車速の修正が直ちに実行されて、運転者が意図する目標車速と実車速との乖離が小さくなる。そのため、運転者が車速を目標車速に維持もしくは設定するための加減速操作を行う頻度もしくは操作量が低下し、運転しやすい車両となる。

この発明では、平均化した操作周期を採用することにより、発生頻度の低い特殊事情などの外乱要因による影響を低減して、運転者の個性あるいは癖などの人的要因をより正確に反映した操作周期あるいはそれに応じた目標加速度もしくはその傾きを設定することができる。

また、加減速操作量の変化量が所定値以下に小さい場合には、それに基づく操作周期の検出を禁止するので、外乱などを含む可能性のある操作周期を排除して、駆動力制御の精度を高くすることができる。

さらに、この発明では、操作周期が変化して目標加速度の傾きの値を小さくする場合、その小さくする速度を遅くするので、車速を目標車速に維持する場合に加減速操作量を急に大きくしなければならないなどの事態が生じず、車両を運転しにくくなるなどの違和感を防止もしくは抑制することができる。特に運転者が、加減速操作に対する車両の挙動の過敏な変化を感じるなどの事態を防止もしくは抑制することができる。

この発明で対象とすることのできる車両の模式図である。そのアクセルペダルに関する機構を示す模式図である。目標加速度マップの一例を示す図である。この発明の実施形態における制御例を説明するためのフローチャートである。加減速操作量が周期的に変化する状態を説明するための線図である。操作周期と車速感度との関係を定めたマップの一例を示す線図である。所定のアクセル開度線について車速感度を大小に変化させた場合の目標加速度マップを示す線図である。

先ず、この発明の実施形態における車両について説明する。図１はこの発明で対象とすることのできる車両１の一例を模式的に示しており、ここに示す例は、駆動力源２の出力トルクによって後輪３を駆動して走行する後輪駆動車の例である。駆動力源２は車両１が走行するための駆動力を出力する装置であり、内燃機関やモータあるいはこれら内燃機関とモータとの両方を備えた駆動装置とすることができる。その駆動力源２はデファレンシャルギヤ４に連結され、そのデファレンシャルギヤ４から駆動輪である左右の後輪３に駆動力を伝達するように構成されている。また、前輪５は操舵輪であって、ステアリングホイール６などのステアリング機構７によって転舵できるように構成されている。後輪３および前輪５にはブレーキ機構８が設けられており、そのブレーキ機構８は油圧式あるいは電気式の制動機構であって、制動操作などに基づく制動信号によって動作して後輪３および前輪５に制動力を与えるように構成されている。

車両１には、通常の車両と同様に、加減速操作を行うためのアクセルペダル９と、車両１を制動するためのブレーキペダル１０とが設けられている。

図２にアクセルペダル９およびそれに関連する機構の一例を模式的に示してある。アクセルペダル９は、所定の支点１１を中心に回転するように吊り下げた状態に車室のフロアー（それぞれ図示せず）の近くに設けられたレバー１２とそのレバー１２の下端部に設けられた踏面１３とを有している。また、アクセルペダル９を所定の原点位置に復帰回動させる方向の反力を生じる反力装置１４が設けられている。その反力装置１４による反力に打ち勝つ踏力を踏面１３に掛けることにより、アクセルペダル９が原点位置から回転する。その操作量を検出して信号を出力するセンサ１５が設けられている。このセンサ１５は、運転者１６が踏面１３を踏み込んで、あるいは踏み込み力を減じることによりレバー１２が回転した場合の原点位置からの角度を検出する角度センサであってもよく、あるいは踏面１３に掛かる踏力を検出する踏力センサであってもよく、要は、運転者１６によるアクセル操作量を検出して信号を出力するセンサであればよい。

また、ブレーキペダル１０は、特には図示しないが、上記のアクセルペダルと同様に、先端部に踏面が設けられたレバーを備えており、踏面を踏み込むことによりレバーが所定の支点を中心に回動してブレーキ信号を出力するように構成されている。そのブレーキ信号は油圧信号であってもよく、あるいは電気的な信号であってもよく、そのブレーキ信号に基づいてブレーキ機構８が動作するように構成されている。

さらに、上記の駆動力源２やブレーキ機構８などを制御する電子制御装置（ＥＣＵ）１７が設けられている。ＥＣＵ１７は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたデータや予め記憶しているデータならびにプログラムを使用して演算を行い、その演算の結果を制御指令信号として出力するように構成されている。その入力データの例を挙げると、加減速操作量に相当する前記アクセルペダル９の踏み込み量（アクセル開度）ＡCCや車速Ｖ、ブレーキペダル１０が踏み込まれた場合に出力されるブレーキ信号Ｂｒなどが検出データとして入力されている。また、出力する制御指令信号の例を挙げると、前記駆動力源２が出力するトルクやエンジンブレーキ力、駆動力源２が発電機などのエネルギ回生機構を備えている場合にはそのエネルギ回生機構による回生トルクなどの駆動力源２による正および負の駆動力を指示する信号、ブレーキ機構８で生じさせる制動力（言い換えれば、負の駆動力）を指示する信号などである。

また、予め記憶しているデータの一例は、加減速操作量ごとに車速Ｖに応じて目標加速度を定めた目標加速度マップである。図３はその目標加速度マップの一例を模式的に示してあり、横軸に車速Ｖを採り、縦軸に目標加速度Ｇtを採り、図３で右下がりの直線がそれぞれアクセルペダル９の踏み込みストロークであるアクセル開度ＡCCを示している。これら右下がりの直線（以下、アクセル開度線と記す）は図３で上側の線ほどアクセル開度ＡCCが大きいことを示している。このアクセル開度線の傾きｋは、車速Ｖの変化に対する目標加速度Ｇtの変化量を示し、低車速ほど加速方向の目標加速度が大きくなるように設定され、車速感度と称することができる値であり、車両１の加速応答性や動力性能に影響する。その車速感度ｋは、車種ごとに、もしくは車格ごとに、実験やシミュレーションによって予め定めることができる。また、車速感度ｋは、後述するように、適宜の要因に基づいて変更することができる。

この目標加速度マップによれば、前進方向の車速Ｖが高車速ほど、目標加速度Ｇtが小さくなり、言い換えれば低車速ほど目標加速度Ｇtが大きくなり、目標加速度Ｇtがゼロの線にアクセル開度線が交差する点では、そのアクセル開度線で示される加減速操作量であるアクセル開度ＡCCで、その時点の車速Ｖを維持できることになる。また、アクセル開度線が、目標加速度Ｇtについてのゼロの線の下側になっている車速Ｖにおいては、目標加速度Ｇtが「負」になり、制動力を生じさせることになる。なお、目標加速度Ｇtと駆動力もしくは制動力との関係は、一般的な力学における加速度と力との関係と同様であって、目標加速度Ｇtと車体重量および走行抵抗との積が駆動力もしくは制動力と等しい関係であり、したがって目標加速度Ｇtが求まれば、これを駆動力もしくは制動力に置き換えることができる。

この発明の実施形態における駆動力制御装置は、運転者１６による加減速操作の仕方、より具体的にはアクセルペダル９の踏み込み量（アクセルストローク）の変化の仕方に基づいて上記の車速感度ｋを変更するように構成されている。図４はその制御の一例を説明するためのフローチャートであり、車両１が走行している場合に上述したＥＣＵ１７によって所定の短時間（例えば数ミリ秒）ごとに繰り返し実行される。したがって、ＥＣＵ１７がこの発明の実施形態におけるコントローラに相当している。

図４に示す制御例では、先ず、現在の加減速操作量が取得される（ステップＳ１）。前述したように加減速の操作量は、アクセルペダル９の操作量として検出できるので、ステップＳ１で取得する加減速操作量は、アクセルペダル９の踏み込み量もしくは踏み戻し量であるアクセルストロークＳであってもよく、あるいはアクセルペダル９を踏み込む踏力であってもよく、要は、アクセルペダル９を操作する物理量であればよい。以下の説明では、アクセルストロークＳを取得する例で説明する。アクセルストロークＳは前述したセンサ１５によって検出することができ、取得したアクセルストロークＳは所定のメモリに格納しておく。格納しておくアクセルストロークＳは、現在時点から過去に遡る数百ないし数千回分のアクセルストロークＳであり、要は運転者１６が行う操作周期に対して十分に長い時間分のデータ数である。なお、交通信号や渋滞などによって車両１が停車している状態のデータを取り込まないように、低車速時に取り込む過去のデータ数もしくは時間には上限を設けることが好ましい。あるいは車速Ｖが所定車速以上の場合に限ってアクセルストロークＳを取り込んで格納することとしてもよい。すなわち、この発明の実施形態では、所定時間内での加減速操作量の変化に基づく制御を行う。

ついで、先回取得したアクセルストロークＳとの差分ΔＳを算出する（ステップＳ２）。ここで、「先回取得したアクセルストロークＳ」は、図４に示すルーチンを直前に実行した際に取得したアクセルストロークＳであってもよく、あるいは２回もしくは複数回前に取得したアクセルストロークＳであってもよい。「先回取得したアクセルストロークＳ」は、要求される制御精度や図４に示すルーチンの実行サイクルタイムなどに基づいて決めることができる。

ここで、運転者１６がアクセルペダル９を操作した場合のアクセルストロークＳの変化について説明する。運転者１６は所定の車速Ｖで走行するように加減速操作を行い、多くの場合、スピードメータ（図示せず）に表示される車速Ｖが意図する車速Ｖから外れると、アクセルペダル９を踏み込み、あるいは踏み戻す。その操作は、運転者１６が意図しなくても段階的な操作になり、そのようなアクセルストロークＳの変化を図５に示してある。アクセルペダル９を踏み込むなどの操作開始当初はアクセルストロークＳが比較的大きく変化し、その後にアクセルペダル９の操作の速度が緩められ、もしくはアクセルペダル９の操作が一旦止まり、さらにその後に再度、アクセルペダル９が操作される。すなわち、アクセルペダル９の操作速度が緩急に変化し、また操作速度を緩めもしくは停止する時間が長くなり、あるいはアクセルペダル９を操作する１回ごとの変化量ΔＳ（ΔＳ1，ΔＳ2，ΔＳ3，ΔＳ4）が次第に小さくなる。このようにしてアクセル開度ＡCCが運転者１６の意図する開度に達し、もしくは車速Ｖが運転者１６の意図する車速に達することにより、アクセルストロークＳがその時点のストロークに維持される。

加減速操作量であるアクセルストロークＳは図５に示すように緩急に変化し、その操作速度の変化を図５に併記してある。操作速度はアクセルストロークＳの時間微分値（ｄｓ／ｄｔ）として求めることができ、その値がゼロもしくはほぼゼロになる時点で操作速度を示す線が下向きに凸となり、いわゆる「谷」となる。したがって「谷」は、操作速度が遅い速度から速い速度に変化する状態もしくは時点であり、この発明の実施形態における「変化時点」に相当する。その谷同士の時間間隔がアクセルペダル９の操作を繰り返し行う操作周期Δｔである。この操作周期Δｔは、運転者１６ごとに異なっており、また車両１の走行環境によっても異なる。例えば運転者１６が周囲の他車両の動きに注意しながら走行しているときや、車線変更のために隣接する車線での走行状況を把握しつつ走行しているとき、曇天や雨天もしくは夜間などの視界が良好でないなどの場合には、操作周期Δｔが長くなる。

ステップＳ２で算出されたアクセルストロークＳの変化量ΔＳが予め定めた所定値αより小さいか否かが判断される（ステップＳ３）。加減速操作量を検出するセンサには不可避的な誤差があり、また突発的な状況の変化などの外乱によってアクセルストロークＳが変化する場合があり、これらのいわゆる外乱要因を排除して制御精度を維持するためにステップＳ３での判断が実行される。なお、その判断の基準となる所定値αは、実験やシミュレーションなどによって決めておくことができる。なお、ステップＳ３で否定的に判断されてそれ以降の制御ステップを実行しない制御が、この発明の実施形態における操作周期の検出を禁止する制御に相当する。

また、ステップＳ４では、前述した「谷」の時刻ｔ_b（ｔ_b1，ｔ_b2，ｔ_b3，ｔ_b4）を記憶し、その記憶してあるそれぞれの「谷」同士の時間間隔（操作周期）Δｔが算出される（ステップＳ５）。つぎに操作周期Δｔの平均化処理を行う（ステップＳ６）。操作周期Δｔには一時的な要因による時間や外乱などが含まれることがあり、運転者１６の個性や癖などを直ちには反映していないことがある。このような誤差要因を可及的に排除するためにステップＳ６の平均化処理を行う。その平均化処理は単純な算術平均を求める処理でよく、また平均化するデータ数は、値の安定性や値が変化した場合の応答性などのバランスを考慮して適宜に決めればよい。なお、このステップＳ６の平均化処理は、この発明の実施形態では必須ではなく、必要に応じて行うこととしてもよい。

ついで、操作周期Δｔに応じた車速感度ｋを算出する（ステップＳ７）。その操作周期Δｔは、上述した平均化処理を行う場合には、平均化した操作周期（平均操作周期）Δｔであってよく、またステップＳ６の平均化処理を行わない場合には、ステップＳ５で算出された操作周期Δｔであってよい。操作周期Δｔと車速感度ｋとの関係は、加速応答性を損なわず、また駆動力の変化が過剰にならないなどの要請を満たすように、実車での実験やシミュレーションなどによって予め決めてマップとして保持しておくことができる。図６にそのマップの一例を模式的に示してある。車速感度ｋは、図３に示す車速−目標加速度線図では、アクセル開度線が右下がりとなる負の値を持った指標であるから、図６には負の値として示してある。そして、車速感度ｋは操作周期Δｔが長いほど小さくなる（絶対値が大きく、もしくは負の方向に大きくなる）ように設定されている。

このようにして求められた車速感度ｋを目標加速度マップに反映させ（ステップＳ８）、図４に示すルーチンを一旦終了する。所定のアクセル開度線の車速感度ｋを大小に異ならせた例を図７に示してある。図７で実線Ｌ1は車速感度ｋの絶対値が大きい場合を示し、破線Ｌ2は車速感度ｋの絶対値が小さい場合を示している。すなわち、操作周期Δｔが長い場合には、車速感度ｋの絶対値が大きくなってアクセル開度線の傾きが大きくなる。言い換えれば、車速が目標車速からずれた場合のずれ幅（車速偏差）が同じとすれば、車速感度ｋが大きい状態での目標加速度Ｇtは、車速感度ｋが小さい状態の目標加速度Ｇtより大きくなる。したがって、ステップＳ８の制御が、この発明の実施形態における操作周期に応じて目標加速度Ｇtを大きく設定する制御に相当する。

ここで、車速感度ｋを上記のように操作周期Δｔに応じて設定することによる効果について説明する。図７において、所定のアクセル開度ＡCCを示すアクセル開度線と目標加速度Ｇtがゼロの線とが交差する点で示される車速Ｖが、当該所定のアクセル開度ＡCCで維持されるいわゆる目標車速であり、アクセル操作が遅いことにより車速感度ｋが大きい場合（実線Ｌ1）の目標車速をＶ1、アクセル操作が速いことにより車速感度ｋが小さい場合（実線Ｌ2）の目標車速をＶ2とする。例えば車両１の走行路が下り勾配になると車速Ｖが増大し、その増大幅すなわち目標車速Ｖ1，Ｖ2からのずれ幅（車速偏差）がΔＶになると、負の目標加速度Ｇtが生じる。その目標加速度Ｇtは、図７に示すように、車速感度ｋが大きい場合にはＧt1となり、車速感度ｋが小さい場合にはＧt2となる。これらの目標加速度Ｇt1，Ｇt2（絶対値）は、車速感度ｋの相違により、「Ｇt1＞Ｇt2」となる。したがって、アクセル操作が遅いことにより車速感度ｋが大きければ、アクセル操作が速い場合に比較して、目標加速度Ｇtが大きくなるので、アクセル操作が遅いとしても目標車速に戻す加速度（あるいは駆動力）または減速度（あるいは制動力）が大きくなって目標車速を維持しやすくなる。

言い換えれば、その目標加速度Ｇtの変化量（変化幅）は、操作周期Δｔの長い運転者１６ほど大きくなる。そして、その目標加速度Ｇtは、車速Ｖの変化を是正する方向の加速度となる。したがって、加減速操作が緩慢であっても、車速Ｖが目標車速から僅かに変化した状態で、車速Ｖを戻す方向の大きい目標加速度Ｇtが設定され、その目標加速度Ｇtに基づいて車両１の駆動力源２の出力トルクや、エネルギ回生もしくはエンジンブレーキ力による制動トルク、あるいはブレーキ機構８による制動トルクが制御される。その結果、車両１が加速もしくは減速され、目標車速からの実車速の乖離が抑制される。そのため、運転者１６が車速Ｖを維持するためのアクセル操作を行うとしても、その操作量や操作頻度が少なくなり、運転者１６に対する負担が軽減され、運転者１６にとっては運転しやすい車両となり、少なくとも定常走行を行い易い車両となる。

なお、ここで説明している実施形態では、操作周期Δｔが逐次算出され、その操作周期Δｔに応じて車速感度ｋや目標加速度Ｇtを変更することになる。その目標加速度Ｇtの変化やそれに伴う駆動力の変化が急激もしくは大きい場合には、車両１が急に運転しにくくなるなどドライバビリティが急に変化して運転者に違和感を与える可能性がある。例えば車速感度ｋの絶対値が小さくなる場合、前述した操作周期Δｔが短くなっているので、車速感度ｋの絶対値が急にもしくは迅速に小さくなると、車速を目標車速に一致させるために必要とする加減速の操作量が急に大きくなる。その結果、加減速の操作量が過剰になったり、あるいは頻繁に加減速操作することになったりし、運転しにくくなる可能性がある。このような不都合が考えられる場合には、目標加速度Ｇtの変化量（１回あたりの変化量）を予め定めた基準値以下に制限するなどのことによって、車速Ｖに対する目標加速度Ｇtの値を変化させる速度あるいは前述した車速感度ｋを変化させる速度を所定の速度に制限することが好ましい。例えば、図７に破線Ｌ2で示す車速感度ｋから実線Ｌ1で示す車速感度ｋに車速感度ｋの絶対値を増大する場合は設計上、予め定めた速度（図７に「速」と記載）で変化させる。これとは反対に実線Ｌ1で示す車速感度ｋから破線Ｌ2で示す車速感度ｋに車速感度ｋの絶対値を減少させる場合には、車速感度ｋの絶対値を変化させる速度を、車速感度ｋの絶対値を増大させる場合よりも遅くする（図７に「遅」と記載）。こうすることにより、車両１が運転しにくくなるなどの事態を防止もしくは抑制できる。

また、図７から知られるように、車速感度ｋの絶対値が大きい場合、車速Ｖの変化量に対する目標加速度Ｇtの変化量（車速Ｖに対する目標加速度Ｇtの変化率）が大きくなる。そのため、車速感度ｋの絶対値が大きいほど、目標加速度Ｇtが大きく変化するので、実車速を目標車速に一致させるようにアクセル操作を行って所定の操作量に維持した場合、実車速が目標車速に近付くのに従って目標加速度Ｇtおよびそれに伴う駆動力が小さくなり、その低下の程度は車速感度ｋの絶対値が大きいほど急激になる。このような加速度もしくは駆動力の急激な低下は、車速もしくは加速の伸びの悪化として体感されることがある。そのため、車速感度ｋの絶対値を増大させる場合には、上限値を設定して上限値以下に制限することが好ましい。その上限値は、実験やシミュレーションによって求めておけばよい。

なお、この発明は上述した実施形態に限定されないのであり、この発明は、目標加速度を直線的に変化させる構成以外に、二次曲線で表されるように変化させるように構成し、あるいは所定の車速幅ごとに段階的に変化させるように構成してもよい。目標加速度を二次曲線で表されるように構成した場合の目標加速度の傾きあるいは車速感度は、その二次曲線の接線の傾きであってよく、また目標加速度を段階的に変化させる場合の目標加速度の傾きあるいは車速感度は、前記車速幅の中央値を結んだ線の傾きあるいは車速感度であってよい。また、この発明で対象とする車両は、前輪駆動車や四輪駆動車（全輪駆動車）などであってもよい。したがって、変速機を搭載している車両にあっては、目標加速度を達成するために駆動力もしくは制動力を制御する場合、変速比を変更することとしてもよい。また、上述した具体例では、車速感度ｋの絶対値を増大させる例を説明したが、この発明では、車速感度ｋを低下させる場合にも上述した具体例と同様に制御することができる。さらに、上述した具体例では、車速が目標車速に対して増大した場合の例を説明したが、この発明では、車速が目標車速に対して低下した場合にも上述した具体例と同様に制御することができる。さらに、この発明における操作周期Δｔを規定する時点、すなわち加減速操作量の変化速度が「緩」から「急」に変化する時点は、その変化速度が必ずしもゼロになる時点である必要はなく、変化速度が低下した後に増大に切り替わる時点であればよい。

１…車両、２…駆動力源、３…後輪、４…デファレンシャルギヤ、９…アクセルペダル、１５…センサ、１６…運転者、 Δｔ…操作周期、 α…所定値、Ｇt…目標加速度、Ｌ1，Ｌ2…アクセル開度線、Ｓ…アクセルストローク、Ｖ…車速、ｋ…車速感度。

Claims

車速と目標加速度との関係であって前記車速の変化量に対する前記目標加速度の変化量である前記目標加速度の傾きを、運転者の加減速操作量および車速に応じて設定し、前記傾きに基づいて求まる前記目標加速度となるように駆動力を制御する車両の駆動力制御装置において、
前記目標加速度の傾きを求めるコントローラを有し、
前記コントローラは、
前記目標加速度の傾きを、低車速ほど前記目標加速度の値が加速方向に大きくなるように設定し、
前記加減速操作量が所定時間内に変化する場合に、前記加減速操作量の変化速度が遅い速度から速い速度に変化する変化時点同士の時間間隔である操作周期を検出し、
検出された前記操作周期の長さに応じて前記目標加速度の傾きを設定し、
所定の前記操作周期に対する前記目標加速度の傾きは、前記所定の操作周期より長い操作周期に対する前記目標加速度の傾きより大きく設定する
ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
請求項１に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記コントローラは、
前記操作周期を、前記加減速操作量の変化速度がゼロから増大した後ゼロに戻るまでの時間として検出する
ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
請求項１または２に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記コントローラは、
複数の前記操作周期を検出し、
検出された複数の操作周期を平均化処理して平均操作周期を求め、
前記平均操作周期に基づいて前記目標加速度の傾きを求める
ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記車両は、アクセルペダルを有し、
前記コントローラは、
前記加減速操作量として前記アクセルペダルの踏み込み量を検出し、
前記加減速操作量の変化速度は、前記アクセルペダルの踏み込み量の時間微分値である
ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
請求項４に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記操作周期は、前記時間微分値がゼロになった時点同士の間隔であることを特徴とする車両の駆動力制御装置。
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記コントローラは、前記加減速操作量の変化量が予め定めた所定値以下の場合に、前記操作周期の検出を禁止することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記コントローラは、前記操作周期が短くなったことによって前記車速に対する前記目標加速度の傾きを前記操作周期が短くなる前の値よりも小さくする場合に、前記目標加速度の傾きの値を小さくする速度を、前記車速に対する前記目標加速度の傾きを大きくする場合より遅くすることを特徴とする車両の駆動力制御装置。